Текст уведомления здесь

В Томске сделали «умный» материал с настраиваемой смачиваемостью

Им можно будет управлять с помощью электрического поля.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Томского политехнического университета совместно с коллегами из Института химической технологии в Праге создали материал, смачиваемостью которого можно управлять с помощью электрического поля. Подобные материалы могут применяться, например, для создания самоочищающихся покрытий. Результаты работы опубликованы в журнале Applied Materials & Interfaces.

Смачиванием называют процесс взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела. Если поместить воду на чистое обезжиренное стекло, она растечется по поверхности очень тонким слоем — это пример хорошей смачиваемости, такую поверхность называют гидрофильной («любящей воду»). А вот на поверхности парафина вода не будет растекаться, а наоборот, останется в виде шарообразной капли — это плохая смачиваемость, такую поверхность называют гидрофобной («боящейся воды») Более точно оценить смачиваемость можно посредством измерения краевого угла. Так называют угол между касательной к поверхности капли и твердой поверхностью.

Краевые углы меньше 90 градусов соответствуют гидрофильным поверхностям, больше 90 градусов — гидрофобным. Смачиваемость можно определять и для других жидкостей, причем для некоторых (масло, бензин) она будет существенно отличаться от водной. Подбор смачиваемости материала очень важен при создании влагостойких, морозостойких, а также быстро набирающих популярность самоочищающихся покрытий.

Краевой угол смачивания, или угол контакта θс. Изображение: Wikimedia Commons
Краевой угол смачивания, или угол контакта θс. Изображение: Wikimedia Commons

Команде российских и чешских химиков удалось создать материал, смачиваемостью которого можно управлять с помощью электрического поля. Основу материала ученые сделали из проводящих полимеров, которые позволяют подключать материал к источнику электричества. К поверхности полимеров химически привязали разные функциональные группы — карбоксильные группы -СООН (эти группы содержат полярные связи кислород-водород, то есть похожи на воду и должны обеспечивать гидрофильное взаимодействие) либо длинные углеводородные «хвосты», замещенные фтором C8F17 (эти группы больше похожи на парафин и должны обеспечивать гидрофобное взаимодействие). Затем ученые измерили смачиваемость поверхности разными жидкостями: водой, глицерином, маслом — как в исходном состоянии, так и в электрическом поле.

Оказалось, что приложенное поле заметно влияет на смачиваемость — практически во всех случаях она улучшалась. Особенно ярко эта особенность проявилась для полимера, модифицированного углеводородными «хвостами» при смачивании его водой. Без поля этот полимер очень плохо смачивается (контактный угол равен 160 градусам), но, приложив потенциал в 1,2 вольта, ученым удалось добиться контактного угла в 70 градусов, то есть положительной смачиваемости.

Дело в том, что под действием поля структура полимера меняется и пришитые к поверхности гидрофобные «хвосты» уходят вглубь полимерного слоя. Смачиваемость водой от этого резко улучшается. Более того, ученые показали, что, если поле отключить, полимер быстро вернется в первоначальное положение — «хвостами наружу» — и смачиваемость вновь ухудшится. Этот процесс полностью обратим, и его можно повторять много раз, а само «переключение» занимает меньше секунды. Все это делает новый полимер очень перспективным материалом для самоочищающихся покрытий: достаточно будет переключить его в гидрофобный «режим», чтобы вода и водорастворимые загрязнения просто скатились с поверхности.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Генетики подтвердили историю киммерийско-скифо-сарматских войн

Киммерийцы, скифы и сарматы не были предками друг друга — все эти родственные группы поочередно вытесняли друг друга из Северного Причерноморья.
Добавить в закладки
Комментарии

Международная группа исследователей, среди которых были ученые из России, изучила ДНК 35 жителей Черноморско-Каспийского региона, живших между 1900 годом до нашей эры и 400 годом нашей эры. Выяснилось, что по мужской линии более поздние жители региона не являются потомками более ранних. Зато по женской линии ситуация оказалась заметно сложнее. Новые данные косвенно подтверждают сложившиеся представления о том, что киммерийцы вытеснили предшествующее население Причерноморья, их самих вытеснили скифы, а скифов — сарматы. Соответствующая статья опубликована в Science Advances.

Исследователи использовали ДНК из костных останков 35 человек, захороненных в Причерноморско-Каспийском регионе. При этом к носителям срубной культуры (бронзовый век, XVIII—XII века до нашей эры) они отнесли 13 из них, к киммерийцам (XI—VII века до нашей эры) трех из этих людей, к скифам (VII—IV века до нашей эры) — 14, а к сарматам (VI век до нашей эры — IV век нашей эры) — 5. Из них 18 были мужчинами, и могут быть более надежно отнесены к этим народам. Женщины у всех этих культур, как известно, часто брались из числа соседних этнических групп — как войной, так и выкупом.

Оказалось, что из 18 мужчин 17 принадлежат к разным вариациям гаплогруппы R (Y-хромосома, передается по мужской линии). Она доминирует среди индоевропейцев и сегодня. При этом среди срубников, наиболее древних из затронутых исследованиям групп населения Причерноморья, доминирует R1a. В настоящий момент она также доминирует у русских, украинцев, белорусов и поляков (примерно половина всех этих народов — ее носители). А вот начиная с киммерийцев доминирует уже родственная ей, но иная гаплогруппа R1b. При этом она часто встречается и среди киммерийцев, и у скифов, и у сарматов.

Выяснилось также, что три последних народа лишь близкородственны, но не являются предками друг друга. Все три группы произошли от более ранней популяции бронзового века, но к моменту появления киммерийцев на исторической арене (начало железного века) предки этих трех групп уже жили отдельно. Таким образом, приход каждого из этих народов в Северное Причерноморье сопровождался не типичным генетическим смешением, но, напротив, вытеснением предшествующего населения из региона. [ ... ]

Читать полностью

Российский ученый оценил кровь пострадавших от химкомбината «Маяк»

Оказалось, что по ней можно предсказать, разовьется ли у человека хронический миелоидный лейкоз.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудник Южноуральского государственного медицинского университета Андрей Аклеев определил, как менялось содержание нейтрофильных лейкоцитов (нейтрофилов) у жителей берегов реки Течи на протяжении 60 лет после сбросов в нее радиоактивных отходов производства ПО «Маяк». Оказалось, что количество нейтрофилов у людей, пораженных хроническим миелоидным лейкозом, повышается за долгие годы до выявления самого заболевания. Научная статья опубликована в журнале Radiation Protection Dosimetry.

В 1949—1956 годах производственное объединение (химкомбинат) «Маяк» на Южном Урале сбрасывало в реку Течу радиоактивные отходы, о чем никто из местных жителей долгие годы не знал. На том же комбинате в 1957 году произошла авария, из-за которой образовался Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС). Его последствия для здоровья населения лучше изучены, потому, вероятно, что катастрофа 1957-го была особенно разрушительной. А вот действие умеренных и средних (до 2 Грей) доз ионизирующего излучения на физическое состояние жителей берегов Течи изучено хуже. Впрочем, известно, что среди них более высокий, чем в популяции в среднем, процент людей с миелоидными лейкозами.

Автор новой статьи впервые определил соотношение клеток крови у пострадавших от радиоактивных отходов на протяжении нескольких десятков лет, по мере того как поглощенная за год доза уменьшалась. Главным образом его интересовало содержание в их крови нейтрофилов. Предыдущие работы показали, что у жителей берегов Течи в период наиболее интенсивного облучения содержание нейтрофилов в крови было существенно снижено. Андрей Аклеев проанализировал данные медицинских осмотров жителей деревень на берегах реки Течи за 1953—2007 годы. Они включали в себя информацию о соотношении разных типов клеток крови пострадавших и полученные ими за год дозы.

В число респондентов вошли 21 человек с хроническим миелоидным лейкозом и 22 человека с острым миелоидным лейкозом. (Всего за все годы среди жителей берегов Течи суммарно было обнаружено 72 случая таких заболеваний.) Аклеев увидел, что содержание нейтрофилов в крови населения деревень Течи в период выброса радиоактивных отходов действительно было существенно меньше нормы. Но с каждым годом содержание нейтрофилов в крови испытуемых как с острым, так и с хроническим миелоидным лейкозом, вернулось к норме. [ ... ]

Читать полностью

Объявлены лауреаты Нобелевской премии по экономике 2018 года

Ее дали за учет глобального потепления и технологических инноваций.
Добавить в закладки
Комментарии

В Стокгольме прошла церемония объявления лауреатов Нобелевской премии по экономике. Лауреатами стали американские экономисты Уильям Нордхаус (William D. Nordhaus) и Пол Ромер (Paul M. Romer) с формулировкой «за учет глобального изменения климата в долгосрочном макроэкономическом анализе» и «за учет технологических инноваций в долгосрочном макроэкономическом анализе» соответственно. Об этом сообщает сайт Нобелевского комитета.

Значение работ Уильяма Нордхауса в том, что он еще в 1970-х годах попытался учесть долгосрочное влияние сжигания ископаемого топлива — и соответствующего роста средних температур на Земле — на развитие мировой экономики. Он создал количественную модель целостной оценки зависимости изменений в экономике от изменений климата. Модель не только была первой в своем роде, но и пыталась учесть влияние факторов из разных областей наук: физики атмосферы — в отношении изменения температур на планете, химии — для учета влияния потепления на биогеохимический баланс в ряде регионов планеты, экономики — в том, как подобное изменение баланса влияет на рост мировой экономики в целом.

Вторая часть премии будет вручена Полу Ромеру, создателю модели Эрроу — Ромера, она же — модель эндогенного экономического роста. До Ромера считалось, что технологические инновации хотя и повышают производительность труда в экономике, но имеют внешнюю по отношению к экономике природу и к тому же демонстрируют убывающую отдачу. Это совпадало с классической интерпретацией экономистами иных факторов, определяющих экономический рост — например, природных ресурсов. Однако, как показал с помощью моделирования Ромер, на самом деле технический прогресс для экономики эндогенен (внутренне присущ). Конкурентная борьба на рынке с образованным населением и развитой наукой так сильно стимулирует участников рынка создавать технологические инновации, что те становятся не внешним, а внутренним фактором экономического развития, входящим в саму экономику и управляемым в первую очередь ею самой.

К тому же, как показал на ряде примеров Ромер, убывающая отдача от технологический инноваций часто не наблюдается, а на долгосрочных отрезках времени ее нет в большинстве известных отраслей. В рамках такого подхода технологические инновации позиционируются как ключевой источник не ограниченного каким-то временным отрезком экономического роста. Из той же теории эндогенного роста выводится и тезис, согласно которому образованное население и развитая наука — ключевые конкурентные преимущества стран, и те, у кого с этими двумя факторами лучше, в конечном счете испытают более сильный рост. [ ... ]

Читать полностью